Laminazione a caldo degli acciai: aspetti fondamentali e nuove frontiere

di Locci

relatore: Fabio Sanfilippo

Abstract

Il laminatoio a caldo è un impianto strategico per un sito siderurgico che abbia come tipo di produzione laminati piani. In esso si crea gran parte del valore del prodotto, in quanto si tratta del primo impianto in cui il semilavorato, solidificato, assume la fisionomia di prodotto finito. I treni a caldo di ultima generazione sono dotati di sistemi di controllo del processo evoluti; essi consentono regolazioni complesse, mirate all’ottimizzazione della produttività e al controllo dinamico dello spessore, della forma e della microstruttura del nastro.

Negli ultimi anni, si sono consolidate le nuove tecnologie di colaggio in bramma sottile (Near Net Shape Casting). Esse comportano vantaggi notevoli da molti punti di vista: diminuzione dei costi di investimento e di gestione dell’impianto, compattazione e razionalizzazione del processo produttivo, incremento della produttività e dell’adattabilità al mercato, infine, minore impatto ambientale.

Tra le tecnologie Near Net Shape Casting, la più affermata è la CSP®  sviluppata dalla SMS Concast (ora SMS-Demag). L’Italia in ambito europeo è all’avanguardia in materia di installazioni di impianti in bramma sottile, avendo portato avanti programmi di sviluppo coraggiosi della tecnologia ISP®, della tecnologia CSP® per gli acciai inossidabili, e del processo FTSC® introdotto nel mercato delle nuove installazioni dalla Danieli.

Le tecnologie di colaggio in bramma sottile, oltre ad aver rivoluzionato la conformazione impiantistica dei siti siderurgici per laminati piani, hanno consentito il miglioramento delle prestazioni della laminazione a caldo.

Infatti, il colaggio in bramma sottile, per le sue peculiarità, mette a disposizione un input di laminazione migliore: più sottile, appunto, ma anche più omogeneo termicamente e microstrutturalmente.

I laminatoi di ultima generazione, posti a valle del colaggio in bramma sottile, applicano con successo innovazioni impiantistiche che consentono di laminare a caldo con spessori minimi e qualità del nastro altrimenti ottenibili solo laminando a freddo (tipicamente 1 mm di spessore). Questa tendenza asseconda le richieste del mercato di laminati a caldo sottili che siano in grado di sostituire, per settori applicativi sempre più vasti, i rispettivi nastri laminati a freddo con evidente riduzione dei costi di produzione.

Ulteriori riduzioni dello spessore minimo raggiungibile a caldo, risultano possibili modificando più decisamente la tecnologia di laminazione; in particolare devono essere eliminati i problemi di instabilità del processo derivanti dalla laminazione di bramme singole (single slab o coil to coil rolling).

In tale direzione si colloca lo sviluppo della laminazione a caldo in modalità semi-endless che, superando i limiti intrinseci al processo di laminazione tradizionale (single slab), consente di ridurre ulteriormente lo spessore minimo laminabile a caldo fino a spessori ultra-sottili (0.7 mm ad esempio).

Laminare in modalità semi-endless vuol dire avviare al laminatoio un semiprodotto lungo da quattro a sei volte la lunghezza di una singola bramma; il nastro viene poi tagliato alla lunghezza programmata, soltanto dopo il completamento della riduzione, all’uscita del treno finitore.

La laminazione in modalità full-endless rappresenta un ulteriore sviluppo del processo semi-endless, che consiste nel porre completamente in linea i processi di colaggio e laminazione, senza interruzione del flusso di acciaio; anche in questo caso, il nastro viene tagliato alla lunghezza desiderata a fine riduzione.